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低温竹炭与高温竹炭的区别与用途

日期:2020-10-23 14:56浏览次数:10

       竹子是世界上生长最快的植物之一,能产生大量的生物质,因此是一种理想的能源原料。在热带地区,竹子只需短短三年便可成材,而木材则需要20到60年。整根竹子,包括它的干、枝、根茎,都可以用来生产竹炭,有很高的资源使用效率。用竹子烧制的竹炭产物,目前国内竹炭已广泛应用于民用除湿、吸附,工业除臭、净化等领域。
       竹炭是将竹材置于传统土窑、机械转窑及普通砖窑中进行烧制而制成的。现在的技术可以生产大量的竹炭,供众多行业领域使用,还可以生产高质量的机械碳棒,比普通原炭燃烧时间长、烟雾少、空气污染少,是理想的烧烤燃料。
       中国在竹炭的生产和使用全球领先,该行业每年产值达十亿美元以上,1000多家企业雇用了6万多名员工,正致力于改进砖窑、粉碎机、压块机以及其他手工工具和技术,利用当地竹资源,大力发展竹炭产业的生产。
       低温竹炭与高温竹炭的微观结构
       竹炭主要是由碳、氢、氧等元素组成,构成竹炭的碳是位于化学元素周期表的第Ⅳ族的第2周期,它的外层具有4个电子,易于产生强劲的共价键结合。 由碳构成的单体,如我们熟悉的金刚石(等轴晶系结晶);石墨(六方晶系结晶)。在金刚石的晶体内,所有碳原子相互之间用强的共价键成等距离排列,每个碳原子位于一个正四面体的中心,周围四个碳原子位于四个顶点上,在空间构成连续的、坚固的骨架结构。
       将不同炭化温度竹炭的横切面经镀金属膜以后在扫描电镜下进行观察,竹炭同竹材相比,维管束外鞘变得致密,维管束细胞腔中一些挥发物质减少,且竹炭表面变得更光滑,主要是由于竹材发生热分解。随着炭化***温度升高,维管束有不同程度收缩,尤其是温度1000℃以后更加明显;维管束之间的薄壁组织细胞消失,细胞间隙变小。温度700℃以下竹炭微观结构相近,800℃以后结构发生了较大的变化。
       在这类晶体中是分辩不出单个分子的,只能把整个晶体看成为一个巨大的三向分子。金刚石碳原子的所有价电子,都形成共价键而没有自由电子,所以没有导电性。而在石墨晶体中,碳原子排列成层状结构,在一个平面层片上碳原子排列成正六角形,碳原子就分布在各六角环的顶点上。石墨是由许多这样的相互平行的层片构成。对每个碳原子来说,它的四个电子只有三个与它在同一平面层内的另外三个碳原子形成共价键,在层与层之间,由于距离较远,它们不是以化学键联结,而是以较弱的分子间引力相联结。因此,各层间容易滑移和分离,使石墨具有质软滑腻的特性。由于石墨有一个比较自由的、未成键的电子,故石墨能导电。
       竹炭的基本微晶结构
       竹炭的结构完全不等同于金刚石和石墨,根据X-射线衍射仪的研究,不同炭化温度情况下,可形成难石墨化(非石墨化)和易石墨化2种。对竹材进行炭化,随着炭化温度的上升,升至1100℃以上,竹炭的内部进一步发生物理变化,产生新的基团物质而改变微晶体的排列,由不规则排列而变成有规则的石墨化结构。由此可知,从炭化低温区域到炭化高温区域竹炭具有各种形态功能,具有同炭及其它元素之间结合的能力,因而竹炭是一种新型功能型材料,也是调和环境材料,具有很大开发市场前景。
       竹炭的孔隙结构
       竹炭的孔隙是在高温炭化过程中,基本微晶之间的空间清除了各种含碳的化合物和非有机成分的碳,以及从基本微晶的结构中除去部分的碳所产生的孔隙。竹炭中的孔隙有些是毛细孔状,孔隙两端都开口,或有一端封闭,有些是两个平面之间的裂口、尖削的裂缝(V形)等。竹炭孔隙性能常常决定吸附性能的大小。
       高温竹炭
       高温竹炭在烧烤行业聚拢人气,提高知名度较好的工具。热值高、燃烧温度高、燃烧时间长,燃烧时无烟无明火,脱灰少,呈白色,烤肉时肉是由内而外熟的,不会糊。日本的烧烤业是较早采用高温炭的,而且是高品质高温竹炭的主要消费对象。目前高温竹炭颗粒在工业臭气处理中,也日益被接受而广泛使用。
高温竹筒填料
       高温炭由于各厂家设备、生产工艺、使用原料、炭化工艺不同,做出的产品质量差别也很大,这也直接影响到它的销售价格。
       在工业中,竹炭作为生物填料生产时,高温竹炭其吸附性较强,比表面积大,孔隙率高,水分含量少,比重轻的特点,但不足的是高温竹炭固定含量碳低,强度低。
       中温竹炭
       中温竹炭顾名思义,介于高温与低温之间烧制而成。生产工序上看:与高温炭相比,它少去后一个炼火环节。原料烘干水分要求、密度、炭化时间、工艺都有差别。
       在工业环保应用中,中温竹炭也有他独特的优点,其固定含炭量高,强度高,作为生物填料其使用周期也要比高温炭长。
中温竹炭填料
       低温竹炭
       低温炭由于需求要求不高,烧制工艺简单,易上手,在烧炭初期独领风骚。